JP2004229318A - ヘッダ復元装置およびヘッダ復元方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ヘッダ復元されたパケットのエラーの状態に応じて参照情報の更新を要求するヘッダ復元方法を提供する。
【解決手段】 ヘッダ復元装置７０９において、ヘッダ復元部７０３は、参照情報管理部７０７における参照情報を参照して、パケット受信部７０４によって受信されたパケットの圧縮ヘッダを復元する。エラー検出部７０２は、パケット受信部７０４によってヘッダ復元されたパケットのＣＲＣエラーを検出し、正しいパケットだけをパケット出力部７０１から出力する。連続復元エラーカウント部７０５は、エラー検出部７０２によって検出された連続するエラーの数を数え、連続復元成功カウント部７０６は、連続する復元成功の数を数える。これらのカウント数を参照して、更新要求部７０８は、必要に応じて更新要求を送信側へ送信する。参照情報管理部７０７は、ヘッダ復元のための参照情報を管理する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、パケット伝送の際に行われるヘッダ圧縮方法に関し、より特定的には、パケットを伝送する際にエラーが発生したとき、参照情報の更新要求を行うヘッダ圧縮方法に関する。

現在、インターネット上でのデータ伝送を行う代表的な伝送プロトコルとしては、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）やＵＤＰ（Ｕｓｅｒ Ｄａｔａｇｒａｍ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰなどが挙げられる。低ないし中ビットレートの伝送路上において、これらの伝送プロトコルを利用してデータを伝送する場合には、ＴＣＰやＵＤＰ、ＩＰなどのヘッダサイズが大きいことが原因となって、通信オーバヘッドの問題が生じることがある。例えば、１０バイトのデータをＵＤＰ／ＩＰで送信する場合、１０バイトのデータ部分を含むＵＤＰ／ＩＰのトータルサイズは３８バイトとなり、実際に送信しようとするデータの４倍程度となる。このようなことが多発すると、結果として伝送路の実効速度が著しく低下してしまう。

このようなヘッダによるオーバヘッドを低減させる手法としては、ＲＦＣ１１４４およびＲＦＣ２５０８に規定されるＶ．Ｊａｃｏｂｓｏｎのヘッダ圧縮方式がある。このヘッダ圧縮方式では、連続するパケットにおけるヘッダの中で、前のパケットから変化したフィールドのみを送信する。実際には、内容が変わっている部分は少ないことから、ヘッダを圧縮してパケットを送信することができる。ただし、この方法は、図５に示すような有線区間向けに規定されたヘッダ圧縮手法であって、頻繁にエラーが起こる伝送路では、効率的でないとされている。

図６は、近年加入者が大幅に増加している携帯電話網（Ｗ−ＣＤＭＡなど）の無線端末を対象とする通信網を示す図である。このような携帯電話網は、前述のような頻繁にエラーが起こる無線伝送区間を含む。このように伝送エラーが多発するという特徴をもつ無線区間向けのヘッダによるオーバヘッド低減手法としては、ＩＥＴＦ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｔａｓｋ Ｆｏｒｃｅ）で審議されているＲＯＨＣ（ＲＯｂｕｓｔ Ｈｅａｄｅｒ Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ）によるヘッダ圧縮方式が挙げられる。ＲＯＨＣによるヘッダ圧縮方式については、「ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｒｏｈｃ−ｒｔｐ−００．ｔｘｔ（２９ Ｊｕｎｅ ２０００）」において、詳細に説明されている。

このＲＯＨＣによるヘッダ圧縮方式は、送信側（圧縮側）と受信側（復元側）とのデータ圧縮／復号に際して、双方によって共有される参照情報が設けられる。すなわち、送信側のデータ圧縮に際して用いられた参照情報は、受信側のデータ復元に際してもまた用いられる。このように参照情報を共有化することによって、データ復元を正しく行うことができる。図７は、このようなＲＯＨＣによるヘッダ圧縮方式を行うデータ伝送例を示した図である。

図７において、データ送信が開始される際に、送信側および受信側は互いに正しい参照情報αを保持している。まず、送信側がヘッダＨ１およびデータＤ１を受信側へ伝送する場合について考える。送信側は、参照情報αを利用してヘッダＨ１に対するデータ圧縮を行う。ここで、ヘッダＨ１と、データ圧縮を経て受信側へ送信される圧縮ヘッダＨ’１との関係は、次式（１）のように表すことができる。
Ｐ１ ＝ Ｈ１＊α …（１）

上式（１）において、演算記号＊の表す演算方法は、圧縮対象情報領域ごとに異なる。例えば、圧縮対象領域がＵＤＰポート番号である場合は不変であり、ＲＴＰシーケンス番号である場合は、通常は１ずつ増加し ＲＴＰタイムスタンプである場合には、５０ずつ増加する、といった具合である。

このように、参照情報αには、上記のような各情報領域ごとの圧縮に必要な情報が全て含まれている。したがって、この参照情報αが送信側と同内容のまま、受信側においても正しく保持されている限り、受信側は受信した圧縮ヘッダＨ’１を正しく元のヘッダＨ１に復元することができる。そうして、受信側はヘッダＨ１およびデータＤ１を正しく受け取ることができる。さらに、ヘッダＨ２およびデータＤ２からヘッダＨ４およびデータＤ４も、参照情報αを利用してヘッダを圧縮されて、同様に伝送される。

次に、参照情報が変化する場合について考える。図８は、途中で参照情報が変化する場合のデータ伝送例を示した図である。図８において、ヘッダＨ２およびデータＤ２を伝送した後に、参照情報はαからβに変更され、ヘッダＨ３は変更された参照情報βを利用して圧縮される。

例えば、伝送されるヘッダのＲＴＰタイムスタンプが５０ずつ増加していたものが、データＤ３を伝送しようとする際に、１００ずつ増加するように変化したとする。このとき、送信側はこれまで保持していた参照情報α（「ＲＴＰタイムスタンプを５０ずつ増加させる」という内容）をβ（「ＲＴＰタイムスタンプを１００ずつ増加させる」という内容）へと変更させる。このような参照情報の更新は、図８に示されるように、伝送する圧縮ヘッダ（ここではヘッダＨ’３）に対して、さらに付加された参照更新情報が用いられる。受信側は、この参照更新情報に基づいて参照情報を更新する。

なお、参照更新情報が明示的に送信されることなく、参照情報が更新される場合もある。以下、簡単に説明する。圧縮ヘッダでは、シーケンス番号は４ビットが用意されている。４ビットでは、１５までの整数が表せるが、１６以上の整数は表せない。そこで、１６以上の整数Ｎは、Ｎｍｏｄ１６で表現する。したがって、受信側では、受信されたシーケンス番号が最大値（ここでは１５）から最小値（ここでは０）に変わるたびに、Ｌを１だけインクリメントし、Ｌ＊１６＋（受信されたシーケンス番号）を計算することによって、シーケンス番号を算出する。この方法では、更新情報を明示的に送信することはしないが、シーケンス番号が最大値を超えた場合に、送信側と受信側の両者で参照情報が更新される場合であると考えることができる。

以上のような、ヘッダ復元方法は、以下のようなヘッダ復元装置によって実現することができる。図９は、従来例に示されたヘッダ復元方法を実現するヘッダ復元装置の構成を示すブロック図である。

図９において、ヘッダ復元装置１００７は、パケット出力部１００１と、エラー検出部１００２と、ヘッダ復元部１００３と、パケット受信部１００４と、参照情報管理部１００５と、更新要求部１００６とを備える。

パケット受信部１００４は、送信側から送れられたヘッダ圧縮されたパケットをヘッダ復元部１００３へ出力する。ヘッダ復元部１００３は、参照情報管理部１００５において管理されている参照情報を参照して、圧縮されたヘッダを復元し、エラー検出部１００２へ出力する。また、圧縮されたヘッダに参照更新情報が付加されている場合には、ヘッダ復元部１００３は、参照情報管理部１００５において管理されている参照情報を更新する。エラー検出部１００２は、ヘッダ復元されたパケットのエラーを検出し、正しく復元できたパケットをパケット出力部１００１へ出力する。なお、正しく復元できなかったパケットは廃棄される。更新要求部１００６は、エラー検出部１００２によって検出されたエラー通知を受け、更新要求を送信側へ向けて送信する。前述の「ｄｒａｆｔ−ｉｅｔｆ−ｒｏｈｃ−ｒｔｐ−００．ｔｘｔ（２９ Ｊｕｎｅ ２０００）」によれば、更新要求部１００６は、具体的にはＮＡＣＫパケットを送信する。参照情報管理部１００５は、ヘッダ復元のための参照情報を管理する。パケット出力部１００１は、ヘッダ復元されたパケットを出力する。

このようにヘッダ復元装置１００７は圧縮されたヘッダのエラーを検出する。ここで、典型的には、圧縮されたヘッダには、ヘッダ復元されたパケットにエラーがあるか否かを判定するＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ Ｃｏｄｅ）が付加されている。したがって、圧縮されたヘッダやペイロードに無線伝送中のノイズなどによってエラーが発生した場合には、これを検出して誤ったパケットを廃棄することができる。

図１０は、無線伝送中のノイズによってエラーが生じたデータ伝送例を示した図である。図１０において、ヘッダＨ２をヘッダ圧縮したヘッダＨ’２およびデータＤ２を無線区間等において伝送中に、圧縮ヘッダＨ’２がノイズ等の影響を受け、エラーが生じている。図中では点線の×印で示されている。したがって、図中では実線の×印で示されているように、受信側では、ヘッダが正しく復元されず、パケット全体が廃棄される。

また、伝送中のエラーは、もちろん参照更新情報を付加された圧縮ヘッダについても起こりうる。図１１は、参照更新情報を付加されたヘッダにエラーが生じ、参照情報が誤って更新される例を示した図である。図１１において、ヘッダＨ３をヘッダ圧縮したヘッダＨ’３およびデータＤ３を無線区間等において伝送中に、圧縮ヘッダＨ’３に付加された参照更新情報がノイズ等の影響を受け、その内容が変化している。図中では点線の×印で示されている。したがって、受信側では、変化した参照更新情報β’に基づいて参照情報が誤って更新されてしまうので、誤った参照情報を参照して復元されたヘッダＨ３は、送信側においてヘッダ圧縮される前のヘッダＨ３とは異なるものとなる。さらに、その後に伝送されてきたヘッダＨ４以下も同様である。したがって、図中では実線の×印で示されているように、受信側では、ヘッダが正しく復元されないことからエラーとなり、パケット全体が廃棄されるのが通常である。

しかしながら、例外的に、ヘッダが正しく復元されなくてもエラーとはならずに、パケットが廃棄されないこともある。図１２は、参照情報が誤って更新された場合にも、エラーとはならないパケットがあることを示した図である。図１２において、受信側の参照情報が送信側の参照情報αとは異なるα’に誤って更新されていることから、受信側においてヘッダＨ１およびＨ２は誤って復元される。したがって、ヘッダが正しく復元されないことからＣＲＣエラーとなり、パケット全体が廃棄される。しかし、ＣＲＣでは全ての誤りをもれなく検出することが原理的に不可能であるから、誤って復元されたヘッダは、偶然に正しいと判定される場合もある。図１２においては、ヘッダＨ３およびデータＤ３が、偶然に正しいと判定されて破棄されなかったパケットである。

以上のように、或る一つのエラーが検出されたとしても、その一つのエラーがノイズに基づく復元エラーであるか、参照情報が誤っていることに基づく復元エラーであるかを判別することはできない。したがって、前述した従来例によれば、エラーが生じるたびに更新要求（典型的にはＮＡＣＫ）が送信されることになる。しかし、参照情報が正しく、ただノイズによるエラーが生じている場合にも、不要な更新要求が送信されることになるので、従来例によれば、ノイズによるエラーが多いほど、ヘッダ圧縮の効率が悪くなるという問題点がある。

そこで、本発明の目的は、ヘッダ復元したパケットのエラーの状態に応じて、不要な更新要求を行うことなく、参照情報更新を要求するヘッダ圧縮方法を提供することである。

本発明は、上記のような目的を達成するために、以下に述べる特徴を有している。
第１の発明は、ヘッダ圧縮を行ってパケットを伝送するときに、送信側がヘッダ圧縮を行う際に利用した参照情報と同一の参照情報を用いてヘッダ復元を行うヘッダ復元装置であって、送信側からパケットを受信するパケット受信部と、参照情報を格納して管理する参照情報管理部と、受信されたパケットが入力されて、参照情報管理部に格納されている参照情報を参照して、ヘッダ復元を行うヘッダ復元部と、復元されたヘッダを含むパケットのエラーを検出するエラー検出部と、エラー検出部によって検出されたエラーの有無を計数し、エラーが有るパケットの数とエラーが無いパケットの数との関係を記憶する計数記憶部と、計数記憶部が記憶するパケット数の関係に基づいて、参照情報管理部に格納されている参照情報を更新する必要があると判定したときには、参照情報を更新するための更新情報を要求する更新要求を送信側に送信する更新要求部とを備え、参照情報管理部は、送信側から更新情報が伝送されてきたときには、参照情報管理部に格納されている参照情報を、伝送されてきた更新情報に更新することを特徴とする。

第２の発明は、第１の発明に従属する発明であって、計数記憶部は、エラー検出部が検出したエラーの有るパケットが連続する回数Ｘを計数して記憶する連続復元エラーカウント部と、連続復元エラーカウント部による計数の停止後、エラー検出部が検出したエラーの無いパケットが連続する回数Ｙを計数して記憶する連続復元成功カウント部とを含み、更新要求部は、計数記憶部が計数したＸおよびＹの値に基づいて、参照情報管理部に格納されている参照情報を更新する必要があるか否かを判定することを特徴とする。

第３の発明は、第２の発明に従属する発明であって、更新要求部は、ＸおよびＹの関係が、Ｘ≧Ｙであるときには、参照情報管理部に格納されている参照情報を更新する必要があると判定することを特徴とする。

第４の発明は、ヘッダ圧縮を行ってパケットを伝送するときに、送信側がヘッダ圧縮を行う際に利用した参照情報と同一の参照情報を用いてヘッダ復元を行うヘッダ復元方法であって、送信側からパケットを受信するパケット受信ステップと、受信されたパケットが入力されて、格納されている参照情報を参照して、ヘッダ復元を行うヘッダ復元ステップと、復元されたヘッダを含むパケットのエラーを検出するエラー検出ステップと、エラー検出ステップによって検出されたエラーの有無を計数し、エラーが有るパケットの数とエラーが無いパケットの数との関係を記憶する計数記憶ステップと、計数記憶ステップにおいて記憶されたパケット数の関係に基づいて、格納されている参照情報を更新する必要があると判定したときには、参照情報を更新するための更新情報を要求する更新要求を送信側に送信する更新要求ステップとを含む。

第５の発明は、第４の発明に従属する発明であって、計数記憶ステップは、エラー検出ステップにおいて検出されたエラーの有るパケットが連続する回数Ｘを計数して記憶する連続復元エラーカウントステップと、連続復元エラーカウントステップによる計数の停止後、エラー検出ステップにおいて検出されたエラーの無いパケットが連続する回数Ｙを計数して記憶する連続復元成功カウントステップとを含み、更新要求ステップは、計数記憶ステップにおいて計数されたＸおよびＹの値に基づいて、格納されている参照情報を更新する必要があるか否かを判定することを特徴とする。

第６の発明は、第５の発明に従属する発明であって、更新要求ステップは、ＸおよびＹの関係が、Ｘ≧Ｙであるときには、格納されている参照情報を更新する必要があると判定することを特徴とする。

第７の発明は、ヘッダ圧縮を行ってパケットを伝送するときに、送信側がヘッダ圧縮を行う際に利用した参照情報と同一の参照情報を用いてヘッダ復元を行うコンピュータシステムに、送信側からパケットを受信するパケット受信ステップと、受信されたパケットが入力されて、格納されている参照情報を参照して、ヘッダ復元を行うヘッダ復元ステップと、復元されたヘッダを含むパケットのエラーを検出するエラー検出ステップと、エラー検出ステップによって検出されたエラーの有無を計数し、エラーが有るパケットの数とエラーが無いパケットの数との関係を記憶する計数記憶ステップと、計数記憶ステップにおいて記憶されたパケット数の関係に基づいて、格納されている参照情報を更新する必要があると判定したときには、参照情報を更新するための更新情報を要求する更新要求を送信側に送信する更新要求ステップとを、実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

第８の発明は、第７の発明に従属する発明であって、計数記憶ステップは、エラー検出ステップにおいて検出されたエラーの有るパケットが連続する回数Ｘを計数して記憶する連続復元エラーカウントステップと、連続復元エラーカウントステップによる計数の停止後、エラー検出ステップにおいて検出されたエラーの無いパケットが連続する回数Ｙを計数して記憶する連続復元成功カウントステップとを含み、更新要求ステップは、計数記憶ステップにおいて計数されたＸおよびＹの値に基づいて、格納されている参照情報を更新する必要があるか否かを判定することを特徴とする、コンピュータ読み取り可能な記録媒体である。

第９の発明は、ヘッダ圧縮を行ってパケットを伝送するときに、送信側がヘッダ圧縮を行う際に利用した参照情報と同一の参照情報を用いてヘッダ復元を行うコンピュータシステムに、送信側からパケットを受信するパケット受信ステップと、受信されたパケットが入力されて、格納されている参照情報を参照して、ヘッダ復元を行うヘッダ復元ステップと、復元されたヘッダを含むパケットのエラーを検出するエラー検出ステップと、エラー検出ステップによって検出されたエラーの有無を計数し、エラーが有るパケットの数とエラーが無いパケットの数との関係を記憶する計数記憶ステップと、計数記憶ステップにおいて記憶されたパケット数の関係に基づいて、格納されている参照情報を更新する必要があると判定したときには、参照情報を更新するための更新情報を要求する更新要求を送信側に送信する更新要求ステップとを実行させるためのプログラムである。

第１０の発明は、第９の発明に従属する発明であって、計数記憶ステップは、エラー検出ステップにおいて検出されたエラーの有るパケットが連続する回数Ｘを計数して記憶する連続復元エラーカウントステップと、連続復元エラーカウントステップによる計数の停止後、エラー検出ステップにおいて検出されたエラーの無いパケットが連続する回数Ｙを計数して記憶する連続復元成功カウントステップとを含み、更新要求ステップは、計数記憶ステップにおいて計数されたＸおよびＹの値に基づいて、格納されている参照情報を更新する必要があるか否かを判定することを特徴とするプログラムである。

上記のように、本発明によれば、計数記憶部が計数したエラーの有無に関する情報に基づいて、更新要求部が参照情報を更新する必要があるか否かを判断するので、参照情報の誤りに起因する廃棄パケット数を少なくして、効率的にパケットを伝送することができる。また、本発明によれば、受信側で連続して起こる復元エラーの数および復元成功の数に応じて、送信側に更新要求をする。このことによって、参照情報の誤りに起因する廃棄パケット数を少なくして、効率的にパケットを伝送することができる。さらに、本発明によれば、少なくともＸ≧Ｙの関係にある場合には、連続する復元エラーが多いことから、参照情報に誤りがある可能性が高いと言えるので、参照情報の誤りに起因する廃棄パケット数を少なくして、効率的にパケットを伝送することができる。

（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態に係るヘッダ圧縮方法は、図１および図２に示されるようなヘッダ圧縮装置およびヘッダ復号装置によって実現される。以下、これらの図を参照しつつ、各装置の構成について説明する。

図１は、ヘッダ圧縮装置６０７の構成を示すブロック図である。図１において、ヘッダ圧縮装置６０７は、パケット入力部６０１と、ＣＲＣ付加部６０２と、ヘッダ圧縮部６０３と、パケット送信部６０４と、参照情報管理部６０５と、更新要求受付部６０６とを備える。

パケット入力部６０１は、入力されたパケットをＣＲＣ付加部６０２へ出力する。ＣＲＣ付加部６０２は、入力されたパケットにＣＲＣを付加してヘッダ圧縮部６０３へ出力する。ヘッダ圧縮部６０３は、参照情報管理部６０５において管理されている参照情報を参照して入力されたパケットのヘッダを圧縮し、パケット送信部６０４へ出力する。なお、ヘッダをどのように圧縮するかについては後述する。パケット送信部６０４は、入力されたヘッダ圧縮されたパケットを受信側へ送信する。参照情報管理部６０５は、ヘッダ圧縮部６０３によって用いられる参照情報を管理する。更新要求受付部６０６は、送信側からの更新要求を受付け、参照情報管理部６０５へ通知する。通知を受けた参照情報管理部６０５は、ヘッダ圧縮部６０３に対して管理している参照情報を出力し、圧縮ヘッダへ付加するように指示する。

図２は、ヘッダ復元装置７０９の構成を示すブロック図である。図２において、ヘッダ復元装置７０９は、パケット出力部７０１と、エラー検出部７０２と、ヘッダ復元部７０３と、パケット受信部７０４と、連続復元エラーカウント部７０５と、連続復元成功カウント部７０６と、参照情報管理部７０７と、更新要求部７０８とを備える。

パケット受信部７０４は、送信側から送られてきたヘッダ圧縮されたパケットを受信して、ヘッダ復元部７０３へ出力する。ヘッダ復元部７０３は、参照情報管理部７０７において管理されている参照情報を参照して圧縮されたヘッダを復元し、エラー検出部７０２へ出力する。エラー検出部７０２は、ヘッダ復元されたパケットのＣＲＣエラーを検出し、正しく復元できたパケットだけをパケット出力部７０１へ出力する。連続復元エラーカウント部７０５は、エラー検出部７０２によって検出された連続するエラーの数を数える。連続復元成功カウント部７０６は、エラー検出部７０２によって検出された連続する復元成功の数を数える。更新要求部７０８は、連続復元エラーカウント部７０５および連続復元成功カウント部７０６のカウント数を参照して、後述するように更新要求の必要性を判定し、必要に応じて更新要求を送信側へ送信する。参照情報管理部７０７は、ヘッダ復元のための参照情報を管理する。

なお、本発明において、上述のような連続する状態とは、エラーのある状態が２回以上連続し、あるいは、エラーのない状態が２回以上連続する場合のほか、エラーのある状態が１回だけ存在し、或いは、エラーのない状態が１回だけ存在する場合を含むものとする。

以上のように構成された本実施形態に係るヘッダ圧縮装置およびヘッダ復元装置の動作について、以下、具体的に説明する。なお、入力されるパケットは、映像や音声のデータにＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰのヘッダが付加されたパケットであるものとする。

まず、図１のヘッダ圧縮装置６０７の具体的な動作について説明する。パケット入力部６０１は、外部より入力されたＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰのパケットをＣＲＣ付加部６０２へ出力する。ＣＲＣ付加部６０２は、パケット全体に対してＣＲＣを計算し、パケットに付加する。

ヘッダ圧縮部６０３は、参照情報管理部６０５によって管理されている参照情報を用いて、ヘッダ圧縮を行う。ここで行われるヘッダ圧縮は、シーケンス番号からヘッダ復元を行うことができる場合には、参照情報を更新せず、シーケンス番号のみをヘッダとする。また、シーケンス番号からヘッダ復元を行うことができない場合には、当該ヘッダ情報の更新情報とともにシーケンス番号をヘッダとする。パケット送信部６０４は、このようにヘッダ圧縮されたパケットを受信側へと送信する。

参照情報管理部６０５は、ヘッダ圧縮部６０３によって用いられる参照情報を蓄積し、管理する。ヘッダ圧縮部６０３が参照情報を更新すれば、参照情報管理部６０５は、蓄積した参照情報を更新する。また、更新要求受付部６０６から更新要求を受け付けた旨の通知があれば、参照情報管理部６０５は、ヘッダ圧縮部６０３に対して、更新情報をヘッダに付加するように指示する。

更新要求受付部６０６は、受信側から出された更新要求を受け付ける。更新要求を受け付けると、更新要求受付部６０６は、参照情報管理部６０５へ更新要求を受け付けた旨を通知する。

次に、図２におけるヘッダ復元装置７０９の具体的な動作について説明する。パケット受信部７０４は、図１のパケット送信部６０４から送信されたヘッダ圧縮パケットを受信して、ヘッダ復元部７０３へ出力する。

ヘッダ復元部７０３は、参照情報管理部７０７における参照情報を参照して、ヘッダ圧縮されたパケットのヘッダを復元する。ヘッダ復元されたパケットは、エラー検出部７０２へ出力される。また、ヘッダに参照情報の更新情報が付加されている場合には、ヘッダ復元部７０３は、当該更新情報を参照情報管理部７０７へ通知する。

エラー検出部７０２は、ヘッダ復元されたパケットにおけるエラーの有無を、ＣＲＣを用いて検査する。さらに、エラー検出部７０２は、エラーの有無を連続復元エラーカウント部７０５および連続復元成功カウント部７０６へそれぞれ通知する。また、エラー検出部７０２は、エラーが検出された場合は、パケットを廃棄し、エラーが検出されなかった場合は、パケットからＣＲＣを除いてパケット出力部７０１へ出力する。パケット出力部７０１は、エラー検出されなかったＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰパケットを外部へ出力する。

参照情報管理部７０７は、ヘッダを復元するために必要な参照情報を蓄積、管理する。参照情報管理部７０７は、圧縮されたヘッダに参照情報が含まれている場合には、ヘッダ復元部７０３から通知された新しい参照情報を用いて、蓄積されている参照情報を更新する。

連続復元エラーカウント部７０５は、エラー検出部７０２から通知されたエラーの有無に基づいて、連続するエラーの数Ｘをカウントする。例えば、或るパケットにエラーが検出されたときには、Ｘは１であり、続くパケットにもエラーが検出されたときには、Ｘは２となる。さらに、続いてエラーが検出されたときには、Ｘは３から１つずつ増加していくが、パケットにエラーが検出されないと、そこで連続性が遮断されて、カウントが止まる。

また、連続復元成功カウント部７０６では、エラー検出部７０２から通知されたエラーの有無に基づいて、連続する復元成功の数Ｙをカウントする。例えば、或るパケットにエラーが検出されないときには、Ｙは１であり、続くパケットにもエラーが検出されないときには、Ｙは２となる。さらに、続いてエラーが検出されないときには、Ｙは３から１つずつ増加していくが、パケットにエラーが検出されると、そこで連続性が遮断されて、カウントが止まる。

更新要求部７０８では、連続復元エラーカウント部７０５の出力であるＸと、連続復元成功カウント部７０６の出力であるＹとを一組にして、更新要求をするかしないかを判定する。この判定動作について、図３を参照しながら、さらに詳しく説明する。

図３は、パケットＰ１からパケットＰ１１までが受信された場合における、復元の様子とＸおよびＹの値とを例示した図である。なお、図３において、図示されないパケットＰ１２は、復元エラーを生じているものとする。

図３において、パケットＰ１にエラーが検出されたときには、Ｘ＝１となるが、パケットＰ２にはエラーが検出されないので、Ｘは１のまま保持されて、Ｙ＝１となる。その後、パケットＰ４までエラーが検出されないので、Ｘ＝１、Ｙ＝３となる。次に、パケットＰ５にエラーが検出されたときには、一組のエラーの有無に対応する新たな組合わせとなる。したがって、パケットＰ１からＰ４までのＸ、Ｙの値は一組のものとして、Ｘ＝１、Ｙ＝３と確定される。同様に、パケットＰ５からＰ８まではエラーが検出されるので、Ｘ＝４となり、パケットＰ９からＰ１１まではエラーが検出されないので、Ｙ＝３となる。その後、パケットＰ１２にエラーが検出されると新たな組み合わせとなるので、Ｘ＝４、Ｙ＝３と確定される。

このように、更新要求部７０８は、連続復元エラーとそれに続く連続復元成功を一組として、これらのＸおよびＹの値を所定の値と比較する。例えば、Ｘが１０より大きく、かつＹが２より小さい場合は、参照情報に誤りがあるとして、送信側に更新を要求する。もちろん、これらの所定の値は例示に過ぎず、これらに限られるものではない。ただし、少なくとも、Ｘ≧Ｙの関係にある場合には、連続する復元エラーが多いことから、参照情報に誤りがある可能性が高いと言える。

以上のように、本実施形態に係るヘッダ復元装置７０９は、受信側で連続して起こる復元エラーの数と、復元成功の数に応じて、送信側に更新要求をする。このことによって、参照情報の誤りに起因する廃棄パケット数を少なくして、効率的にパケットを伝送することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係るヘッダ圧縮方法は、図１および図４に示されるようなヘッダ圧縮装置およびヘッダ復号装置によって実現される。したがって、第２の実施形態に係るヘッダ圧縮装置の構成は、図１のヘッダ圧縮装置６０７の構成と同一であるので、説明を省略する。以下、図４を参照しつつ、本実施形態に係るヘッダ復号装置の構成について説明する。

図４は、ヘッダ復元装置９０８の構成を示すブロック図である。図４において、ヘッダ復元装置９０８は、パケット出力部９０１と、エラー検出部９０２と、ヘッダ復元部９０３と、パケット受信部９０４と、復元エラー有無記憶部９０５と、参照情報管理部９０６と、更新要求部９０７とを備える。

パケット受信部９０４は、送信側から送られたヘッダ圧縮されたパケットをヘッダ復元部９０３へ出力する。ヘッダ復元部９０３は、参照情報管理部９０６における参照情報を参照して圧縮されたヘッダを復元し、エラー検出部９０２へ出力する。エラー検出部９０２は、ヘッダ復元されたパケットのエラーを検出して、正しく復元できたパケットをパケット出力部９０１へ出力する。復元エラー有無記憶部９０５は、エラー検出部９０２によって検出されたパケットにおけるエラーの有無をカウントして記憶する。更新要求部９０７は、復元エラー有無記憶部９０５においてカウントされた数が入力されて、後述するように更新要求の必要性を判定し、必要に応じて更新要求を送信側へ送信する。参照情報管理部９０６は、ヘッダ復元のための参照情報を管理する。

以上のように構成された本実施形態に係るヘッダ復元装置の動作について、以下、具体的に説明する。なお、送信側であるヘッダ圧縮装置６０７の動作は第１の実施形態の場合と同様であり、入力されるパケットも同様に、映像や音声のデータにＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰのヘッダが付加されたパケットであるものとする。

図４のヘッダ復元装置９０８において、パケット受信部９０４は、図１のパケット送信部６０４から送信されたヘッダ圧縮パケットを受信して、ヘッダ復元部９０３へ出力する。

ヘッダ復元部９０３は、参照情報管理部９０６における参照情報を参照して、ヘッダ圧縮されたパケットのヘッダを復元する。ヘッダ復元されたパケットは、エラー検出部９０２へ出力される。また、ヘッダに参照情報の更新情報が付加されている場合には、ヘッダ復元部９０３は、当該更新情報を参照情報管理部９０６へ出力する。

エラー検出部９０２は、ヘッダ復元されたパケットにおけるエラーの有無を、ＣＲＣを用いて検査する。さらに、エラー検出部９０２は、エラーの有無を復元エラー有無記憶部９０５へ通知する。また、エラー検出部９０２は、エラーが検出された場合は、パケットを廃棄し、エラーが検出されなかった場合は、パケットからＣＲＣを除いてパケット出力部９０１へ出力する。パケット出力部９０１は、エラー検出されなかったＲＴＰ／ＵＤＰ／ＩＰパケットを外部へ出力する。

参照情報管理部９０６は、ヘッダを復元するために必要な参照情報を蓄積、管理する。参照情報管理部９０６は、圧縮されたヘッダに参照情報が含まれている場合には、ヘッダ復元部９０３から通知された新しい参照情報を用いて、蓄積されている参照情報を更新する。

復元エラー有無記憶部９０５は、エラー検出部９０２から通知されたエラーの有無に基づいて、典型的には、過去のＷ個のパケットについて、そのうちのエラーの数Ｒを記憶しておく。

更新要求部９０７では、復元エラー有無記憶部９０５から出力されるＷおよびＲの値と所定の値とを比較して、更新要求をするかしないかを判定する。例えば、過去５０個のパケットのうち、４５個がエラーの場合には、所定の値以上の誤りがあるとして、送信側に更新を要求する。すなわち、Ｗ＝５０であって、Ｒ＞＝４５の場合には、参照情報に誤りがあるものとして、送信側に更新を要求する。もちろん、上述した所定の値は例示に過ぎず、これらに限られるものではない。

以上のように、本実施形態に係るヘッダ復元装置９０８は、受信側で過去に受信したパケットのうち、復元エラーの数が多くなると、送信側に更新要求をする。このことによって、参照情報の誤りに起因する廃棄パケット数を少なくして、効率的にパケットを伝送することができる。

本発明は、送信側によるパケットのヘッダ圧縮と受信側によるパケットのヘッダ復元とが同一の参照情報を用いて行われるシステム等に利用可能であり、特に、パケット伝送にエラーが発生したときに受信側が送信側に参照情報更新を要求する場合等に適している。

第１の実施形態に係るヘッダ圧縮装置６０７の構成を示したブロック図 第１の実施形態に係るヘッダ復元装置７０９の構成を示したブロック図 パケットＰ１からパケットＰ１１までが受信された場合における、復元の様子とＸおよびＹの値とを例示した図 第２の実施形態に係るヘッダ復元装置９０８の構成を示したブロック図 有線におけるヘッダ圧縮区間を説明するための図 無線におけるヘッダ圧縮区間を説明するための図 従来のＲＯＨＣによるヘッダ圧縮方式を行うデータ伝送例を示した図 従来のヘッダ圧縮において、途中で参照情報が変化する場合のデータ伝送例を示した図 従来例に示されたヘッダ復元方法を実現するヘッダ復元装置の構成を示すブロック図 従来のヘッダ圧縮において、無線伝送中のノイズによってエラーが生じたデータ伝送例を示した図 従来のヘッダ圧縮において、参照更新情報を付加されたヘッダにエラーが生じ、参照情報が誤って更新される例を示した図 従来のヘッダ圧縮において、参照情報が誤って更新された場合にも、エラーとはならないパケットがあることを示した図

符号の説明

６０１ パケット入力部
６０２ ＣＲＣ付加部
６０３ ヘッダ圧縮部
６０４ パケット送信部
６０５、９０６、１００５ 参照情報管理部
６０６ 更新要求受付部
６０７ ヘッダ圧縮装置
７０１、９０１、１００１ パケット出力部
７０２、９０２、１００２ エラー検出部
７０３、９０３、１００３ ヘッダ復元部
７０４、９０４、１００４ パケット受信部
７０５ 連続復元エラーカウント部
７０６ 連続復元成功カウント部
７０７ 参照情報管理部
７０８、９０７、１００６ 更新要求部
７０９、９０８、１００７ ヘッダ復元装置
９０５ 復元エラー有無記憶部

Claims (10)

1. ヘッダ圧縮を行ってパケットを伝送するときに、送信側がヘッダ圧縮を行う際に利用した参照情報と同一の参照情報を用いてヘッダ復元を行うヘッダ復元装置であって、
   前記送信側からパケットを受信するパケット受信部と、
   前記参照情報を格納して管理する参照情報管理部と、
   受信されたパケットが入力されて、前記参照情報管理部に格納されている参照情報を参照して、前記ヘッダ復元を行うヘッダ復元部と、
   復元されたヘッダを含むパケットのエラーを検出するエラー検出部と、
   前記エラー検出部によって検出されたエラーの有無を計数し、エラーが有るパケットの数とエラーが無いパケットの数との関係を記憶する計数記憶部と、
   前記計数記憶部が記憶するパケット数の関係に基づいて、前記参照情報管理部に格納されている参照情報を更新する必要があると判定したときには、前記参照情報を更新するための更新情報を要求する更新要求を前記送信側に送信する更新要求部とを備え、
   前記参照情報管理部は、前記送信側から前記更新情報が伝送されてきたときには、前記参照情報管理部に格納されている参照情報を、伝送されてきた更新情報に更新することを特徴とする、ヘッダ復元装置。
2. 前記計数記憶部は、
   前記エラー検出部が検出したエラーの有るパケットが連続する回数Ｘを計数して記憶する連続復元エラーカウント部と、
   前記連続復元エラーカウント部による計数の停止後、前記エラー検出部が検出したエラーの無いパケットが連続する回数Ｙを計数して記憶する連続復元成功カウント部とを含み、
   前記更新要求部は、前記計数記憶部が計数したＸおよびＹの値に基づいて、前記参照情報管理部に格納されている参照情報を更新する必要があるか否かを判定することを特徴とする、請求項１に記載のヘッダ復元装置。
3. 前記更新要求部は、前記ＸおよびＹの関係がＸ≧Ｙであるときには、前記参照情報管理部に格納されている参照情報を更新する必要があると判定することを特徴とする、請求項２に記載のヘッダ復元装置。
4. ヘッダ圧縮を行ってパケットを伝送するときに、送信側がヘッダ圧縮を行う際に利用した参照情報と同一の参照情報を用いてヘッダ復元を行うヘッダ復元方法であって、
   前記送信側からパケットを受信するパケット受信ステップと、
   受信されたパケットが入力されて、格納されている参照情報を参照して、前記ヘッダ復元を行うヘッダ復元ステップと、
   復元されたヘッダを含むパケットのエラーを検出するエラー検出ステップと、
   前記エラー検出ステップによって検出されたエラーの有無を計数し、エラーが有るパケットの数とエラーが無いパケットの数との関係を記憶する計数記憶ステップと、
   前記計数記憶ステップにおいて記憶されたパケット数の関係に基づいて、格納されている参照情報を更新する必要があると判定したときには、前記参照情報を更新するための更新情報を要求する更新要求を前記送信側に送信する更新要求ステップとを含む、ヘッダ復元方法。
5. 前記計数記憶ステップは、
   前記エラー検出ステップにおいて検出されたエラーの有るパケットが連続する回数Ｘを計数して記憶する連続復元エラーカウントステップと、
   前記連続復元エラーカウントステップによる計数の停止後、前記エラー検出ステップにおいて検出されたエラーの無いパケットが連続する回数Ｙを計数して記憶する連続復元成功カウントステップとを含み、
   前記更新要求ステップは、前記計数記憶ステップにおいて計数されたＸおよびＹの値に基づいて、格納されている参照情報を更新する必要があるか否かを判定することを特徴とする、請求項４に記載のヘッダ復元方法。
6. 前記更新要求ステップは、前記ＸおよびＹの関係がＸ≧Ｙであるときには、格納されている参照情報を更新する必要があると判定することを特徴とする、請求項５に記載のヘッダ復元方法。
7. ヘッダ圧縮を行ってパケットを伝送するときに、送信側がヘッダ圧縮を行う際に利用した参照情報と同一の参照情報を用いてヘッダ復元を行うコンピュータシステムに、
   前記送信側からパケットを受信するパケット受信ステップと、
   受信されたパケットが入力されて、格納されている参照情報を参照して、前記ヘッダ復元を行うヘッダ復元ステップと、
   復元されたヘッダを含むパケットのエラーを検出するエラー検出ステップと、
   前記エラー検出ステップによって検出されたエラーの有無を計数し、エラーが有るパケットの数とエラーが無いパケットの数との関係を記憶する計数記憶ステップと、
   前記計数記憶ステップにおいて記憶されたパケット数の関係に基づいて、格納されている参照情報を更新する必要があると判定したときには、前記参照情報を更新するための更新情報を要求する更新要求を前記送信側に送信する更新要求ステップとを、実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
8. 前記計数記憶ステップは、
   前記エラー検出ステップにおいて検出されたエラーの有るパケットが連続する回数Ｘを計数して記憶する連続復元エラーカウントステップと、
   前記連続復元エラーカウントステップによる計数の停止後、前記エラー検出ステップにおいて検出されたエラーの無いパケットが連続する回数Ｙを計数して記憶する連続復元成功カウントステップとを含み、
   前記更新要求ステップは、前記計数記憶ステップにおいて計数されたＸおよびＹの値に基づいて、格納されている参照情報を更新する必要があるか否かを判定することを特徴とする、請求項７に記載のコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
9. ヘッダ圧縮を行ってパケットを伝送するときに、送信側がヘッダ圧縮を行う際に利用した参照情報と同一の参照情報を用いてヘッダ復元を行うコンピュータシステムに、
   前記送信側からパケットを受信するパケット受信ステップと、
   受信されたパケットが入力されて、格納されている参照情報を参照して、前記ヘッダ復元を行うヘッダ復元ステップと、
   復元されたヘッダを含むパケットのエラーを検出するエラー検出ステップと、
   前記エラー検出ステップによって検出されたエラーの有無を計数し、エラーが有るパケットの数とエラーが無いパケットの数との関係を記憶する計数記憶ステップと、
   前記計数記憶ステップにおいて記憶されたパケット数の関係に基づいて、格納されている参照情報を更新する必要があると判定したときには、前記参照情報を更新するための更新情報を要求する更新要求を前記送信側に送信する更新要求ステップとを、実行させるためのプログラム。
10. 前記計数記憶ステップは、
    前記エラー検出ステップにおいて検出されたエラーの有るパケットが連続する回数Ｘを計数して記憶する連続復元エラーカウントステップと、
    前記連続復元エラーカウントステップによる計数の停止後、前記エラー検出ステップにおいて検出されたエラーの無いパケットが連続する回数Ｙを計数して記憶する連続復元成功カウントステップとを含み、
    前記更新要求ステップは、前記計数記憶ステップにおいて計数されたＸおよびＹの値に基づいて、格納されている参照情報を更新する必要があるか否かを判定することを特徴とする、請求項９に記載のプログラム。
    
    

Images